JPH0455574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成形条件の設定等に利用できる射出成
形機の成形方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、射出成形機の成形工程、例えばインラ
インスクリユ式射出成形機の射出工程における速
度制御領域ではスクリユ（射出プランジヤ）の射
出速度を多段設定する射出プロセス制御を行つて
いる。即ち、予めスクリユのストローク範囲に複
数の変速点を設定するとともに、各変速点間にお
いて異なる射出速度を設定する。そして、成形時
にスクリユの前進位置を位置センサにより検出
し、変速点に達したときにスクリユの駆動装置へ
制御信号を付与して所定の速度に切換制御する。

ところで、射出成形機では制御系の電気回路、
駆動系の油圧回路、射出機構（スクリユ重量等）
の存在により所要の応答遅れを生ずる。したがつ
て、予め成形条件を設定しても、実際の動作は設
定した条件に一致せず、スクリユの前進位置が正
規の位置からずれてしまう不具合がある。このた
め、従来はオペレータの経験と勘に頼るととも
に、さらに応答遅れの分を考慮し、成形品を確認
しながら試行錯誤的に成形条件を設定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このように成形条件の設定方法では成
形条件と対応する成形品との関連性が見い出し難
いため、正確、かつ確実な設定や補正等を行うこ
とができないとともに、成形不良に対する原因究
明も困難である。

また、設定作業においては時間、労力、能率等
の点で著しく不利となり、しかも、無駄な材料や
エネルギー消費を伴う不具合もある。

さらにまた、変速点の間隔が短く、かつ速度の
変化が大きい場合には応答遅れによつて所定の速
度に達しないうちに次の変速点に達してしまうた
め、本来の制御が行われずに成形品が不良とな
り、オペレータの経験等に頼る方法には限界があ
つた。

なお、実際の速度が設定条件に対してどのよう
に作用しているかは各種の測定器（Ｘ−Ｙレコー
ダ等）を接続して計測できるが、作業が困難であ
るとともに、結局は判断をオペレータに頼らざる
得ず多種多様の成形品を成形する成形工場では採
用し難い。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記従来技術に存在する諸問題を解決
した射出成形機における成形方法の提供を目的と
するもので、以下に示す成形方法によつて達成さ
れる。

即ち、本発明に係る射出成形機の成形方法は例
えば射出成形機１の速度制御領域において少なく
とも一つの変速点Ｘ０を有する速度条件を設定し
て予備射出を行い、この予備射出に基づく実測デ
ータと設定データから応答遅れを検出するととも
に、この応答遅れを時間に対する一定領域及び関
数変化領域からなる所定関数に等価させ、この所
定関数を射出成形機固有の遅れ検出関数として、
成形条件の補正等に用いるようにしたことを特徴
とする。なお、圧力制御領域においても同様に行
うことができる。

〔作用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る射出成形機の成形方法は本来の成
形条件を設定する前に応答遅れを明確に検出でき
る方法によつて予備射出を行う。

そして、予備射出によつて射出成形機１の応答
遅れを検出するとともに、所定関数である時間に
対する一定領域と関数変化領域に等価させ、これ
により、応答遅れに関しての取扱いを容易にする
とともに、この等価した応答遅れを射出成形機の
固有の遅れ検出関数とみなし、成形条件設定時に
おける補正や不良成形品の解析等に利用する。

〔実施例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基
づき詳細に説明する。

第１図は本発明に係る射出成形機の成形方法に
用いる予備射出条件の設定データと実測データを
示すスクリユ位置対射出速度の関係図、第２図は
同方法によつて等価した遅れ検出関数を示す時間
対射出速度の関係図、第３図は同方法によつて応
答遅れを等価する手法の説明図、第４図は同方法
によつて補正された予想実行データを示すスクリ
ユ位置対射出速度の関係図、第５図は同方法に用
いて好適な射出成形機の構成図である。

まず、本発明を明確にするため、第５図に例示
するインラインスクリユ式射出成形機１の全体的
概略構成について説明する。

射出成形機１はスクリユ２を内挿し、かつ前端
に射出ノズル３を有する加熱筒４を前部に備え
る。また、後部にはスクリユ２の後端に結合した
ラム５を内挿する射出シリンダ６と、このラム５
を回転させるオイルモータ７を備える。

次に、本発明方法を実施できる制御糸の構成に
ついて説明する。まず、射出シリンダ５の後部側
油室５ｒは電磁比例流量弁、電磁比例圧力弁、電
磁方向切換弁等からなる制御装置８を介して油圧
源９に接続する。この制御装置８は所定の設定器
群が接続されたシーケンスコントローラ１０によ
つて制御される。一方、スクリユ２の後端にはス
クリユ２の進退移動に追従する突子１１を備え、
この移動する突子１１の位置はリニアエンコー
ダ、ロータリエンコーダ、ポテンシヨンメータ等
を利用した位置センサ１２によつて検出する。ま
た、演算処理装置１４を備え、同装置１４にはア
ンプ１３を介して当該位置センサ１２を接続する
とともに、前記シーケンスコントローラ１０、予
備射出速度設定器１５、CRT、プラズマデイス
プレイ等を利用した表示装置１６を接続する。

次に、本発明に係る射出成形機の成形方向につ
いて説明する。

まず、予備射出を行う。予備射出では第１図の
ように少なくとも一つの変速点XOを設定し、こ
の変速点Ｘ０を前後にして速度V₁から速度V₂に
減速する予備射出条件を前記予備射出速度設定器
１５によつて設定する。なお、金型は前記射出ノ
ズル３から離し、空打ちで射出を行う。このよう
に金型を射出ノズル３から離した場合には汎用性
のある基礎データを採取でき、他方、金型を射出
ノズル３に受接した場合には金金を含むデータを
採取できる。

予備放出においてスクリユ２の前進位置は位置
センサ１２によつて連続的に検出されるととも
に、演算処理装置１４の内部タイマによつて時間
の変数として検出される。そして、検出された位
置データ、時間データは演算処理装置１４内のメ
モリに記憶され、さらに位置データと時間データ
の演算によつて速度データを得、同時にメモリに
記憶される。

なお、スクリユ２の前進位置に対する速度は第
１図のようになり、実線で示す設定データに対し
て実測データは所定の応答遅れによつて点線で示
すようになる。

このように、変速点Ｘ０に切換えてから速度
V₂に達するまでは射出成形機１によつて決まる
固有の応答遅れが存在する。この応答遅れは第２
図のように変速点Ｘ０（t0）からt1に至る時間Ｌ
（無駄時間）の間だけ切換前の速度V₁を維持する
一定領域と、この時間Ｌの経過後、徐々に減速し
て時間Ｔ（遅れ時間）経過後に速度V₂に達するt1
からt2に至る関数変化領域からなる関数に等価で
きる。

この時間ＬとＴは多数の異なる変速差によつて
実験した結果、変速差に拘わらず射出成形機単位
で一定であることが確認され、射出成形機におけ
る固有の遅れ関数とみなすことができる。また、
関数変化領域は一次遅れ系のステツプ応答に近似
させても実用上問題ないことが確認された。

次に、当該固有の遅れ関数を解析する。

今、射出速度をV₁からV₂に切換えた時点の時
間t0からｔ秒後の射出速度をＶ（ｔ）とすると、 ｔ＜Ｌのとき Ｖ（ｔ）＝V₁ …(1) Ｌ≦Ｔのとき Ｖ（ｔ）＝V₁＋（V₂−V₁）（１−e^-(t-L)/T） …(2) と表すことができ、ｔ秒後のスクリユ位置Ｘは Ｘ＝∫^t ₀Ｖ（ｔ）dt ＝∫^L ₀V₁dt＋∫^t _LＶ（ｔ）dt ＝V₁L＋（V₂−V₁）｛（ｔ−Ｌ） −Ｔ（１−e^-(t-L)/T）｝＋V₁（ｔ−Ｌ） ＝V₁t＋（V₂−V₁）｛（ｔ−Ｌ） −Ｔ（１−e^-(t-L)/T）｝ …(3) と表すことができる。

また、(2)式は Ｖ（ｔ）−V₁／V₂−V₁＝１−e^-(t-L)/T １−Ｖ（ｔ）−V₁／V₂−V₁＝e^-(t-L)/T 1n〔１−Ｖ（ｔ）−V₁／V₂−V₁〕＝Ｌ／Ｔ−１／Ｔｔ…
(4) と変形することができ、(4)式は横軸を時間ｔ、縦
軸を1n〔１−Ｖ（ｔ）−V₁／V₂−V₁〕とした第３図のよ
う な切片Ｌ／Ｔ、傾き−１／Ｔの直線を表す。

そこで、演算処理装置１４において予備射出時
に採取した時間データ、速度データ、速度設定値
よりｔと1n〔１−Ｖ（ｔ）−V₁／V₂−V₁〕に直線回帰計
算 を行うとＴとＬが求まる。

ＴとＬが求まると(2)式より任意の時間ｔ秒後に
おける射出速度Ｖ（ｔ）が求まり、さらに(3)式に
より速度を時間で積分してスクリユ位置Ｘが得ら
れることからスクリユ位置に対する射出速度が計
算によつて求めることができる。

よつて、第４図のような実際の成形に用いる設
定条件における変速点Ｘ１〜Ｘ４、シーケンスコ
ントローラ１０に接続した設定器群によつて設定
される射出速度V₁〜V₃を演算処理装置１４へ読
み込み、上記関数によつて演算を行えば、設定条
件に対して予想実行データを得る。これは設定デ
ータとともに表示装置１６に波形表示できる。こ
れらの演算は変速点、射出速度の設定変更が行わ
れる毎に同様に行うことができ、波形表示もそれ
に伴つて変更されるため、オペレータは当該波形
表示を見ながら成形品に最適な成形条件を設定で
きる。

一方、表示装置１６に表示される予想実行デー
タからカーソル又はテンキーによつて座標指定を
行えば、成形に必要なスクリユ位置と射出速度を
指定することができる。これにより指定点で本来
の射出速度が得られ、固有の遅れ検出関数によつ
て補正された変速点、射出速度を設定できる。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、等価する関数を一定領域と一次遅れ系の
関数領域で表したが、当該一定領域が極めて短い
場合等には無視してもよいし、二次遅れ系等の他
の関数を用いてもよい。また、変速点は一つ設定
したが必要により条件を異ならせて二つ以上設定
し、平均すればより信頼性の高いデータを得るこ
とができる。さらに、射出速度について説明した
が、射出圧力についても同様の方法で固有の遅れ
検出関数を検出することができ、またプランジヤ
式等他の射出成形機にも同様に適用できる。その
他細部の構成、手法等において本発明の要旨を逸
脱しない範囲で任意に変更実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の成形方
法は予め所定の条件で予備射出を行うことによ
り、応答遅れを検出し、この結果を取扱い易い関
数に等価して利用できるようにしたため、次のよ
うな効果を得る。

オペレータによるバラつきがなく、客観デー
タとして次のように利用でき、高品質成形、作
業能率向上等に貢献できる。

(a) 成形条件設計時に条件の補正に利用すれば
正確、かつ確実な設定を行うことができると
ともに、設定作業も容易か、迅速に行える。

(b) 応答遅れの状態を容易に把握できるため、
実行不可能な成形条件が設定された場合にも
容易に判明できるため、成形品の不良原因究
明も正確、かつ容易になる。

実際の成形を伴わない予備射出によつて固有
の遅れ条件を検出できるため、無駄な材料やエ
ネルギーの損失を生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る射出成形機の成形方法に
用いる予備射出条件の設定データと実測データを
示すスクリユ位置対射出速度の関係図、第２図：
同方法によつて等価した遅れ検出関数を示す時間
対射出速度の関係図、第３図：同方法によつて応
答遅れを等価する手法の説明図、第４図：同方法
によつてされた予想実行データ補正を示すスクリ
ユ位置対射出速度の関係図、第５図：同方法に用
いて好適な射出成形機の構成図。 尚図面中、１：射出成形機、X0：変速点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一つの変速点及び／又は変圧点を
   有する速度条件及び／又は圧力条件を設定して予
   備射出を行い、前記予備射出に基づく実測データ
   と設定データから応答遅れを検出するとともに、
   前記応答遅れを所定関数に等価させて射出成形機
   固有の遅れ検出関数として用いることを特徴とす
   る射出成形機の成形方法。 ２ 前記所定関数は時間に対する一定領域と関数
   変化領域からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の射出成形機の成形方法。 ３ 前記遅れ検出関数によつて成形条件を補正す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   射出成形機の成形方法。